CN105002317B - 用于加热炉的蓄热式烧嘴 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种用于加热炉的蓄热式烧嘴，包括烧嘴砖部分、空气入口单元、蓄热箱、设置于烧嘴砖部分与炉墙之间的第一法兰、设置于空气入口单元两侧的第二法兰，设置于空气入口单元与空气管道之间的第三法兰；空气入口单元设置于烧嘴砖部分、蓄热箱之间；所述烧嘴砖部分包括使用抗高温和耐冲刷的莫来石浇注料制成的烧嘴砖与金属壳体部分；两部分制作时被浇注在一起，空气和煤气通道被组合在一个独立的烧嘴砖上，结构同常规烧嘴一样，内圈为煤气喷口，外圈为空气喷口，有效组织燃烧。本发明蓄热式烧嘴，燃烧效率高，可更换，温度均匀性好，解决了传统蓄热式烧嘴的诸多弊病，提高了产品质量，降低了企业成本，改善了工人的劳动条件。

Description

用于加热炉的蓄热式烧嘴

技术领域

本发明属于加热设备技术领域，涉及一种加热炉，尤其涉及一种用于加热炉的蓄热式烧嘴。

背景技术

高炉煤气是钢铁厂在炼铁过程中产生的副产品，高炉煤气中可燃成分含量只有～30％，发热量低，直接使用时无法达到加热钢坯所需要的温度，只能与一些高热值煤气如焦炉煤气混合使用，利用率低，在钢铁企业里大量的高炉煤气通过直接点燃的方式排放到大气中，不仅浪费了大量能源，而且严重污染了环境。

20世纪80年代，蓄热式燃烧技术开始出现，可以将高炉煤气蓄热到1000℃，从而达到利用高炉煤气加热的目的，由于其显著的节能效果和极大降低燃料成本，使蓄热式燃烧技术很快得到广泛的应用。

蓄热式烧嘴是蓄热式加热炉最关键的设备，现在被广泛使用的蓄热式烧嘴(以下称为“传统蓄热式烧嘴”)，存在诸多缺点。如：没有独立的烧嘴砖2’，空、煤气分开布置，烧嘴喷口4’和炉墙1’是一个整体，必须在现场施工时，支模浇注与炉墙砌体同时完成(可参阅图1，其中标记3’为空气喷口，5’为炉墙钢板，6’为烧嘴壳体)。鉴于现场施工的局限性，只能设计成比较简易的烧嘴砖喷口型式，即便这样，在施工时喷口尺寸也很难满足设计要求，这种烧嘴的一个致命缺点就是，烧嘴砖损坏后，无法修复和更换。空、煤气喷入炉膛内散漫式燃烧，无火焰形状可言，燃烧效率低。

此外，传统蓄热式烧嘴的另一个缺点就是烧嘴寿命低、维修困难。由于烧嘴壳体与炉墙钢板直接焊接在一起，炉墙局部高温会引起焊缝的开裂，很容易造成高温烟气外溢和漏火现象，维修时必须切开焊接部分，不仅破坏炉墙钢板，而且维修用时长、难度大，这也是蓄热式加热炉常被诟病的原因之一。

有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的蓄热式烧嘴，以便克服现有烧嘴的上述缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种用于加热炉的蓄热式烧嘴，可提高燃烧效率，且易于更换和维修。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种用于加热炉的蓄热式烧嘴，所述烧嘴包括：烧嘴砖部分、空气入口单元、蓄热箱、设置于烧嘴砖部分与炉墙之间的第一法兰、设置于空气入口单元两侧的第二法兰，设置于空气入口单元与空气管道之间的第三法兰；空气入口单元设置于烧嘴砖部分、蓄热箱之间；

所述烧嘴砖部分包括使用抗高温和耐冲刷的莫来石浇注料制成的烧嘴砖与金属壳体部分；两部分制作时被浇注在一起，空气和煤气通道被组合在一个独立的烧嘴砖上，结构同常规烧嘴一样，内圈为煤气喷口，外圈为空气喷口，有效组织燃烧；

所述烧嘴砖部分的安装独立于炉墙的砌筑，即炉墙耐材浇注时，只需按照烧嘴砖的外形尺寸预留孔洞，安装时，烧嘴砖外圈包裹纤维毯，填充空隙，与炉墙钢板采用法兰连接，密封面涂刷具有高温膨胀性能的高温胶，保证密封性；

因为采用了独立的烧嘴砖，烧嘴砖在安装前已经预先烘烤成型，安装时烧嘴砖的外圈包裹纤维毯，与炉墙耐材不直接接触，烧嘴砖与炉墙各自独立，烘炉后，纤维毯和炉墙耐材膨胀，在烧嘴砖与炉墙耐材之间形成一定的间隙，需要更换烧嘴砖时，拆开与炉墙钢板连接的第一法兰，便可抽出烧嘴砖部分；

煤气采用带有收缩、扩张通道的椭圆形喷口，在该椭圆形喷口外圈围绕着数个空气喷口，使得燃烧火焰形状呈扁平状，扁平状火焰具有温度更均匀、辐射效率高的特点；同时，椭圆形从结构上保证烧嘴砖更长的寿命；

独立的空气入口单元的前后端通过第二法兰分别与烧嘴砖部分和蓄热箱连接，底部通过第三法兰与空气管道连接；空气入口单元的长度大于烧嘴砖的长度，只需拆开连接法兰向上移出后即可抽出烧嘴砖部分；空气入口单元内部采用环形腔体设计，空气进入环形腔体后，均匀分布，通过烧嘴砖内的喷口喷出；

所述蓄热箱内设有蜂窝体和挡砖，蜂窝体全部使用莫来石材料，具有比表面积大，蓄热、放热速度快，阻力损失小，温度效率高的特点，能将煤气预热到1000℃，最大限度的回收余热；挡砖采用高铝砖，具有耐高温的特点，有效抵挡来自炉膛内的高温热辐射，保护蜂窝体；

烧嘴前的烟气和煤气管道上安装有三通换向阀，用于燃烧和蓄热时煤气与烟气换向，每个烧嘴前的烟气支管上都设有热电阻，当测量温度超过设定值时，换向阀强制换向，以保护蜂窝体。

一种用于加热炉的蓄热式烧嘴，所述烧嘴包括：烧嘴砖部分、空气入口单元、蓄热箱、设置于烧嘴砖部分与炉墙之间的第一法兰、设置于空气入口单元两侧的第二法兰，设置于空气入口单元与空气管道之间的第三法兰；空气入口单元设置于烧嘴砖部分、蓄热箱之间；

所述烧嘴砖部分包括使用抗高温和耐冲刷的莫来石浇注料制成的烧嘴砖与金属壳体部分；两部分制作时被浇注在一起，空气和煤气通道被组合在一个独立的烧嘴砖上，结构同常规烧嘴一样，内圈为煤气喷口，外圈为空气喷口，有效组织燃烧。

作为本发明的一种优选方案，所述烧嘴砖部分的安装独立于炉墙的砌筑，即炉墙耐材浇注时，只需按照烧嘴砖的外形尺寸预留孔洞，安装时，烧嘴砖外圈包裹纤维毯，填充空隙，与炉墙钢板采用第一法兰连接，密封面涂刷具有高温膨胀性能的高温胶，保证密封性。

作为本发明的一种优选方案，煤气采用带有“收缩、扩张通道的椭圆形喷口”，在该椭圆形喷口外围绕着数个空气喷口，使得燃烧火焰形状呈扁平状，扁平状火焰具有温度更均匀、辐射效率高的特点；同时，椭圆形从结构上保证烧嘴砖更长的寿命。

作为本发明的一种优选方案，独立的空气入口单元的前后端通过第二法兰分别与烧嘴砖部分和蓄热箱连接，底部通过第三法兰与空气管道连接；空气入口单元的长度大于烧嘴砖的长度，只需拆开连接法兰向上移出后即可抽出烧嘴砖部分；空气入口单元内部采用环形腔体设计，空气进入环形腔体后，均匀分布，通过烧嘴砖内的喷口喷出。

所述蓄热箱内设有蜂窝体和挡砖，蜂窝体全部使用莫来石材料，具有比表面积大，蓄热、放热速度快，阻力损失小，温度效率高的特点，可以将煤气预热到1000℃，最大限度的回收余热。挡砖采用高铝砖，具有耐高温的特点，可以有效抵挡来自炉膛内的高温热辐射，保护蜂窝体。

烧嘴前的烟气和煤气管道上安装有三通换向阀，用于燃烧和蓄热时煤气与烟气换向，每个烧嘴前的烟气支管上都设有热电阻，当测量温度超过设定值时，换向阀强制换向，以保护蜂窝体。

本发明的有益效果在于：本发明提出的用于加热炉的蓄热式烧嘴，蓄热式烧嘴具有同常规烧嘴一样的独立烧嘴砖，可更换，燃烧效率高，温度均匀性好，解决了传统蓄热式烧嘴的诸多弊病，提高了产品质量，降低了企业成本，改善了工人的劳动条件。

本发明蓄热式烧嘴有独立烧嘴砖，结构同常规烧嘴一样，安装方便，可以拆卸更换，而不用破坏炉墙砌体。本发明带有空气入口管，空气喷口与煤气喷口组合在同一烧嘴砖上，火焰组织好，燃烧效率高。本发明蓄热式烧嘴的火焰形状为扁平状，火焰温度更均匀，辐射效率更高，NOx排放更低，同时，保证了其长的使用寿命。更换烧嘴砖无需移动蓄热箱和切割管道，向上移开空气入口单元后，即可抽出烧嘴砖部分，结构紧凑，方便布置和维护。

附图说明

图1为传统蓄热式烧嘴的安装及结构示意图。

图2为本发明蓄热式烧嘴的结构示意图。

图3为本发明蓄热式烧嘴的烧嘴砖喷口结构示意图

图4为本发明蓄热式烧嘴的安装及外形图一(立面图)。

图5为本发明蓄热式烧嘴的安装及外形图二(俯视图)。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

实施例一

请参阅图2至图5，本发明揭示了一种用于加热炉的蓄热式烧嘴，所述烧嘴包括：烧嘴砖部分1、空气入口单元2、蓄热箱3、设置于烧嘴砖部分1与炉墙之间的第一法兰4、设置于空气入口单元2的两侧的第二法兰5，设置于空气入口单元2与空气管道之间的第三法兰6；空气入口单元2设置于烧嘴砖部分1、蓄热箱3之间。

所述烧嘴砖部分1包括使用抗高温和耐冲刷的莫来石浇注料制成的烧嘴砖1.1与金属壳体部分1.2；两部分制作时被浇注在一起，空气和煤气通道被组合在一个独立的烧嘴砖上，结构同常规烧嘴一样，内圈为煤气喷口，外圈为空气喷口，有效组织燃烧。

所述烧嘴砖部分1的安装独立于炉墙的砌筑，即炉墙耐材浇注时，只需按照烧嘴砖的外形尺寸预留孔洞，安装时，烧嘴砖外圈包裹纤维毯7，填充空隙，与炉墙钢板采用法兰4连接，密封面涂刷具有高温膨胀性能的高温胶，保证密封性。

因为采用了独立的烧嘴砖，烧嘴砖在安装前已经预先烘烤成型，安装时烧嘴砖的外圈包裹纤维毯，与炉墙耐材不直接接触，烧嘴砖与炉墙各自独立，烘炉后，纤维毯和炉墙耐材膨胀，在烧嘴砖与炉墙耐材之间形成一定的间隙，需要更换烧嘴砖时，拆开与炉墙钢板连接的第一法兰，便可抽出烧嘴砖部分。

煤气采用带有收缩、扩张通道的椭圆形喷口，在该椭圆形喷口外圈围绕着数个空气喷口，使得燃烧火焰形状呈扁平状，扁平状火焰具有温度更均匀、辐射效率高的特点；同时，椭圆形从结构上保证烧嘴砖更长的寿命。

独立的空气入口单元2的前后端通过第二法兰5分别与烧嘴砖部分和蓄热箱连接，底部通过第三法兰6与空气管道连接；空气入口单元2的长度大于烧嘴砖的长度，只需拆开连接法兰向上移出后即可抽出烧嘴砖部分1；空气入口单元2内部采用环形腔体8设计，空气进入环形腔体8后，均匀分布，通过烧嘴砖内的喷口喷出。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于，本实施例中，所述蓄热箱内设有蜂窝体和挡砖，蜂窝体全部使用莫来石材料，具有比表面积大，蓄热、放热速度快，阻力损失小，温度效率高的特点，可以将煤气预热到1000℃，最大限度的回收余热。挡砖采用高铝砖，具有耐高温的特点，可以有效抵挡来自炉膛内的高温热辐射，保护蜂窝体。

烧嘴前的烟气和煤气管道上安装有三通换向阀，用于燃烧和蓄热时煤气与烟气换向，每个烧嘴前的烟气支管上都设有热电阻，当测量温度超过设定值时，换向阀强制换向，以保护蜂窝体。

综上所述，本发明提出的用于加热炉的蓄热式烧嘴，蓄热式烧嘴具有同常规烧嘴一样的独立烧嘴砖，可更换，燃烧效率高，温度均匀性好，解决了传统蓄热式烧嘴的诸多弊病，提高了产品质量，降低了企业成本，改善了工人的劳动条件。

本发明蓄热式烧嘴有独立烧嘴砖，结构同常规烧嘴一样，安装方便，可以拆卸更换，而不用破坏炉墙砌体。本发明带有空气入口管，空气喷口与煤气喷口组合在同一烧嘴砖上，火焰组织好，燃烧效率高。本发明蓄热式烧嘴的火焰形状为扁平状，火焰温度更均匀，辐射效率更高，NOx排放更低，同时，保证了其长的使用寿命。更换烧嘴砖无需移动蓄热箱和切割管道，向上移开空气入口单元后，即可抽出烧嘴砖部分，结构紧凑，方便布置和维护。

这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (1)

1.一种用于加热炉的蓄热式烧嘴，其特征在于，所述烧嘴包括：烧嘴砖部分(1)、空气入口单元(2)、蓄热箱(3)、设置于烧嘴砖部分(1)与炉墙之间的第一法兰(4)、设置于空气入口单元(2)两侧的第二法兰(5)，设置于空气入口单元(2)与空气管道之间的第三法兰(6)；所述空气入口单元(2)设置于烧嘴砖部分(1)、蓄热箱(3)之间；

所述烧嘴砖部分(1)包括使用抗高温和耐冲刷的莫来石浇注料制成的烧嘴砖(1.1)与金属壳体部分(1.2)，两部分制作时被浇注在一起；空气和煤气通道被组合在一个独立的烧嘴砖(1.1)上，内圈为煤气喷口，外圈为空气喷口，有效组织燃烧；

所述烧嘴砖部分(1)的安装独立于炉墙的砌筑，即炉墙耐材浇注时，只需按照烧嘴砖的外形尺寸预留孔洞，安装时，烧嘴砖外圈包裹纤维毯(7)，填充空隙，与炉墙钢板采用第一法兰(4)连接，密封面涂刷具有高温膨胀性能的高温胶，保证密封性；

采用独立的烧嘴砖，烧嘴砖在安装前已经预先烘烤成型，安装时烧嘴砖的外圈包裹纤维毯，与炉墙耐材不直接接触，烧嘴砖与炉墙各自独立，烘炉后，纤维毯和炉墙耐材膨胀，在烧嘴砖与炉墙耐材之间形成一定的间隙，需要更换烧嘴砖时，拆开与炉墙钢板连接的第一法兰(4)，便可抽出烧嘴砖部分；

煤气采用带有收缩、扩张通道的椭圆形喷口，在该椭圆形喷口外圈围绕着数个空气喷口，使得燃烧火焰形状呈扁平状，扁平状火焰具有温度更均匀、辐射效率高的特点；同时，椭圆形从结构上保证烧嘴砖更长的寿命；

独立的空气入口单元(2)的前后端通过第二法兰(5)分别与烧嘴砖部分(1)和蓄热箱(3)连接，底部通过第三法兰(6)与空气管道连接；空气入口单元(2)的长度大于烧嘴砖的长度，只需拆开连接法兰向上移出后即可抽出烧嘴砖部分(1)；空气入口单元(2)内部采用环形腔体(8)设计，空气进入环形腔体(8)后，均匀分布，通过烧嘴砖内的喷口喷出；

所述蓄热箱(3)内设有蜂窝体和挡砖，蜂窝体全部使用莫来石材料，具有比表面积大，蓄热、放热速度快，阻力损失小，温度效率高的特点，能将煤气预热到1000℃，最大限度的回收余热；挡砖采用高铝砖，具有耐高温的特点，有效抵挡来自炉膛内的高温热辐射，保护蜂窝体；

烧嘴前的烟气和煤气管道上安装有三通换向阀，用于燃烧和蓄热时煤气与烟气换向，每个烧嘴前的烟气支管上都设有热电阻，当测量温度超过设定值时，换向阀强制换向，以保护蜂窝体。